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頭版 第364期 簡體       列印版

【人民報消息】近期,美國宇航局錢德拉塞卡X射線空間望遠鏡拍攝了一組行星狀星雲的圖像,展示了很多前所未見的細節,為研究這種美麗天體增加了新的依據。

這張照片是貓眼星雲的最新合成圖像,其採用了由美國宇航局哈勃空間望遠鏡拍攝的可見光圖像和由在軌運行的錢德拉X射線空間望遠鏡拍攝的X光波段影像進行合成。

該圖像是錢德拉空間望遠鏡對鄰近空間行星狀星雲巡天計畫的一部分。儘管行星狀星雲的名字中有「行星」二字,但事實上它和行星可是一點關係也沒有。之所以會有這樣的名字,是由於18世紀時的觀測者們誤將看似球形的星雲當成巨大的行星所引發的錯誤,它們事實上是垂死的恆星爆炸之後拋射出來的物質環帶。不過儘管如此,行星狀星雲的名字卻被將錯就錯地保存了下來。

多年之前哈勃空間望遠鏡拍攝的圖像讓科學家們開始重新思考恆星死亡的方式。正如天體物理學家喬伊.卡斯特納(Joel Kastner)所說的那樣:「現在這些來自錢德拉望遠鏡的圖像將賦予我們更多數據,因為X射線波段的數據可以告訴我們很多哈勃無法告訴我們的,有關恆星死亡最後階段的信息。」

這張NGC 7662星雲和其它數十個最近由錢德拉X射線望遠鏡所拍攝的行星狀星雲圖像讓我們可以想像太陽在數十億年之後的可能景像。一顆和太陽相類似的恆星,一旦其核心的氫燃料耗盡,它就將膨脹為一顆巨大的紅巨星,並開始向外拋射其氣體外殼。在這些明亮的氣體外殼內部,恆星內部收縮為一顆白矮星。

就在其收縮變為白矮星之前,恆星的核心會向外拋射巨量的物質,這些物質和此前1萬多年間已經向外拋射出去的物質外殼發生猛烈碰撞。

卡斯特納表示,這種撞擊可以達到每秒上千公里的驚人速度,溫度可以達到數百萬攝氏度。卡斯特納本人在羅徹斯特理工學院成像科學中心任職。他說:「這些情形,你唯一能進行觀測的手段便是在X射線波段。」



錢德拉X射線望遠鏡的觀測注意到只有那些年齡在5,000年以下的年輕的行星狀星雲才存在X攝心波段的輻射,這樣的樣本在整個錢德拉望遠鏡觀測目標中佔據大約30%,其中就包括這張圖像中的NGC 7009星雲。只有在這一相對年輕的演化階段,恆星核區拋射而出的大量物質和外側原有物質層發生劇烈碰撞,引發強烈的X射線輻射。

卡斯特納表示:「當我們注視著這些紫色的迷幻般的光芒時,有一點是可以肯定的,那就是我們可以觀測到從內部高速拋射而出的物質流追上並撞擊先前被拋出的氣體物質殼的情景。」

X波段的觀測同時還能幫助我們判斷這些行星狀星雲遭受先前幾代恆星爆炸產物的「汙染」程度,其中就包括碳,氧,氖等元素的豐度檢測。



這裡的這張圖像所拍攝的是行星狀星雲NGC 6826。錢德拉望遠鏡拍攝的特定波段的圖像數據給出了拋射物質中元素的分佈情況,從而揭示出這顆恆星在其最後的歲月中的一些信息。卡斯特納參與了這項研究,有關論文已經發表在8月分的《天體物理學通報》上。他說:「這些物質參與了核聚變,這些來自恆星內部的物質不會成為後來白矮星的組成部分。」

這些最新數據同時顯示我們鄰近空間中的很多行星狀星雲中央存在兩個恆星殘骸體,其中一個星體一般會被白矮星的強烈光芒掩蓋,然而在X波段圖像中仍然可以被識別出來。然而,這些在近距離上相互繞轉的雙星系統在塑造後期行星狀星雲的複雜形態過程中發揮了何種作用仍然不甚清晰。△

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